Lignoselluloosapohjaisten väkevähappohydrolysaattien jatkuvatoiminen kromatografinen fraktiointi

Abstract

Työssä tutkittiin lignoselluloosapohjaisten väkevähappohydrolysaattien (monosakkaridit, rikki- ja etikkahppo) jatkuvatoimista kromatografista fraktiointia käyttäen Japan Organo SMB -prosessia. Adsorbenttinä toimi happomuotoinen (H+) vahva kationinvaihtohartsi. Panostoimista fraktiointia käytettiin vertailukohtana. Jatkuvatoimisen prosessin optimoinnilla saavutettiin monosakkaridien suurimmaksi tuottavuudeksi 283 mol/(m3 h) (panosprosessille 145 mol/(m3 h). JO-prosessilla saavutettiin korkeat rikki- ja etikkahapon saannot: 97,3 % ja 93,5 %. Monosakkaridisaanto jäi hieman alhaisemmaksi (61,7 %) johtuen monosakkaridi- ja rikkihappo-profiilien hankalasta erottamisesta. Ulostulo virtojen puhtaudet olivat korkeat: 89 % monosakkarideille, 89 % rikkihapolle ja 100 % etikkahapolle.

Continuous chromatographic fractionation of concentrated acid lignocellulosic hydrolysates (monosaccharide, sulfuric and acetic acid) using Japan Organo SMB process with acid form (H+) strong cation exchange resin as adsorbent was investigated. Batchwise fractionation was used as a reference. With the continuous system, 283 mol/(m3 h) productivity (145 mol/(m3 h) with batch process) with respect to the monosaccharides was achieved. With the JO process, recovery yields of sulfuric acid and acetic acid were high: 97,3 % and 93,5 %, respectively. Monosaccharide yield was on intermediate level (61,7 %) due to difficult separation of monosaccharide and sulfuric acid profiles. The purities of the outlet streams were also high: 89 % for sulfuric acid, 89 % for monosaccharides, and 100 % for acetic acid.